2027高考一轮总复习化学课件---3.5 铝、镁及其化合物

这是一份2027高考一轮总复习化学课件---3.5 铝、镁及其化合物，共118页。PPT课件主要包含了考点二，考点一，考点一铝及其化合物，2化学性质，耐火坩埚，Al2O3熔融，2酸溶法，水解反应，AlOH3胶体，方案二酸溶法等内容，欢迎下载使用。
第13讲　铝、镁及其化合物
提能训练　练案[13]
1．铝的性质与应用(1)结构及存在形式
请写出上图中反应④⑤的化学(或离子)方程式：④离子方程式：_______________________________________________。⑤化学方程式：______________________________。
2Al＋2OH－＋6H2O=====2[Al(OH)4]－＋3H2↑
2．氧化铝的性质与应用(1)化学性质(写出化学方程式)
(2)重要用途①作耐火材料：Al2O3的熔点很高，可制造____________等。②冶炼金属铝：通过电解熔融氧化铝得到金属铝：______________ ____________________。
3．氢氧化铝的性质与制备(1)化学性质(写出离子方程式)
①____________________________________。②____________________________________。
Al(OH)3＋3H＋=====Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋OH－=====[Al(OH)4]－
(2)制备方法(写出离子方程式)①向可溶性铝盐溶液中加入足量氨水：________________________________________________。②向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2：________________________ ___________________。③Al3＋与[Al(OH)4]－发生相互促进的水解反应：__________________________________。
Al3＋＋3NH3·H2O=====
[Al(OH)4]－＋CO2=====
Al3＋＋3[Al(OH)4]－
=====4Al(OH)3↓
4．工业冶炼铝的工艺流程(1)碱溶法
5．常见的铝盐——明矾(1)明矾的化学式为___________________，属于复盐。(2)明矾净水的原理：电离方程式为________________________________________，其中Al3＋发生____________，产生________________，可以吸附水中的悬浮杂质并聚沉，使水变得澄清。注意：明矾只能净水不能消毒。
KAl(SO4)2·12H2O
KAl(SO4)2=====K＋＋Al3＋＋
6．铍、锌及其化合物性质的相似性
【易错辨析】(1)常温下，铝在浓硫酸或浓硝酸中均不反应。(　　)[提示]　×　常温下，铝在浓硫酸或浓硝酸中钝化，属于化学变化。(2)实验室可用氧化铝坩埚熔融NaOH、Na2CO3固体等。(　　)[提示]　×　氧化铝为两性氧化物，会与NaOH反应。(3)铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱。(　　)[提示]　×　铝与碱反应时在水溶液中进行，水是氧化剂。
(4)明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用。(　　)[提示]　×　明矾水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中的悬浮杂质，从而净水。(5)由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长。(　　)[提示]　×　铝的表面被氧气氧化，生成致密的氧化物薄膜，阻止了其继续氧化。
(6)铝与HCl溶液反应得到铝盐，与NaOH溶液反应生成偏铝酸盐。(　　)[提示]　√　2Al＋6H＋=====2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋6H2O===== 2[Al(OH)4]－＋3H2↑。(7)氢氧化铝可用于治疗胃酸过多。(　　)[提示]　√　氢氧化铝属于两性氢氧化物，能与酸反应，可作胃酸的中和剂。(8)向氯化铵溶液中投入一个铝片，铝片上产生大量气泡，该气体是氨气。(　　)[提示]　×　氯化铵溶液显酸性，与铝反应产生氢气。
(9)能用铝槽车储运浓硫酸与浓硝酸，是因为铝的化学性质稳定。不与浓硫酸、浓硝酸反应。(　　)[提示]　×　铝遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。(10)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。(　　)[提示]　×　铝热反应用于制取活泼性弱于Al的金属，Mg比Al活泼，所以MgO与Al不能发生铝热反应。
1．(2022·湖南卷，改编)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
微考点1　铝及其化合物的性质与转化
下列说法错误的是(　　)A．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率B．吸收塔中反应产物是NaF和NaHCO3C．合成槽中发生反应：6NaF＋Na[Al(OH)4]＋4NaHCO3===== Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋4H2OD．滤液可回收进入合成槽循环利用[答案]　D
[解析]　采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，A正确；吸收塔中反应产物是NaF和NaHCO3，合成槽中，NaF、Na[Al(OH)4]、NaHCO3反应生成Na3AlF6：6NaF＋Na[Al(OH)4]＋4NaHCO3=====Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋4H2O，B、C正确；滤液中含有Na2CO3，可进入吸收塔中循环利用，D错误。
中学化学中常见的既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质：①Al、②Al2O3、③Al(OH)3、④多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、⑤弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]、⑥氨基酸。
2．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是(　　)A．反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]＋CO2=====Al(OH)3↓＋NaHCO3B．过滤后所得沉淀为Fe2O3C．图中所示反应都不是氧化还原反应D．试剂X是氢氧化钠溶液[答案]　C
[解析]　根据反应②的生成物为碳酸氢钠和氢氧化铝可知，Y是CO2，则乙中含有Na[Al(OH)4]，所以试剂X是NaOH溶液。铝土矿先与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠，过滤所得沉淀为Fe2O3；然后向四羟基合铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝和碳酸氢钠，A、B、D正确；电解熔融的氧化铝的反应是氧化还原反应，C错误。
3．铝土矿主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。由铝土矿冶炼铝有两种方案。方案一：碱溶法
(1)写出步骤①③中相关反应的离子方程式为步骤①：________________________________________________，____________________________________________________________。
(2)写出步骤①②中相关反应的离子方程式为步骤①：__________________，______________________。步骤②：__________________，______________________。
[答案]　(1)A2O3＋2OH－＋3H2O=====2[Al(OH)4]－[Al(OH)4]－＋4H＋=====Al3＋＋4H2OOH－＋H＋=====H2O(2)Al2O3＋6H＋=====2Al3＋＋3H2OFe2O3＋6H＋=====2Fe3＋＋3H2OAl3＋＋4OH－=====[Al(OH)4]－Fe3＋＋3OH－=====Fe(OH)3↓OH－＋H＋=====H2O
4．铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2[Be(OH)4]=====2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是(　　)A．Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液B．BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物C．Na2[Be(OH)4]溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeOD．BeCl2溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2[答案]　A
微考点2　锌和铍的化合物的性质
[解析]　Be、Al及其化合物化学性质相似。Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液，A正确；BeCl2和AlCl3均是共价化合物，B不正确；Na2[Be(OH)4]溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧得到的残留物应含Na元素，C不正确；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH7，向其中通入过量CO2气体，生成沉淀且沉淀不溶解D．工业上可以用电解熔融BeCl2的方法冶炼金属Be[答案]　D
5．(2026·福建莆田期末)以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图所示。
[答案]　A[解析]　盐酸酸浸时发生反应的离子方程式为MgCO3＋2H＋===== Mg2＋＋H2O＋CO2↑，A错误；SiO2与盐酸不反应，故酸浸后的浸出渣的成分是SiO2，B正确；浸出液中含MgCl2，加入氨水发生反应MgCl2＋2NH3·H2O=====Mg(OH)2↓＋2NH4Cl，则沉镁后的母液中的主要溶质为NH4Cl，固体X为Mg(OH)2，C、D正确。
6．(2026·山西运城期末)下列有关如图所示流程的说法中正确的是(　　)
7．(2026·浙江温州模拟)由镁铝合金制取MgSO4·7H2O的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是(　　)A．操作l需要用到的玻璃仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒B．溶液1中含铝溶质为Na[Al(OH)4]C．试剂1可选择盐酸或稀硫酸D．操作2含“加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥”[答案]　C
[解析]　操作1为过滤，需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，A正确；镁铝合金中加入NaOH溶液，发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O=====2[Al(OH)4]－＋3H2↑，溶液1中含铝溶质为Na[Al(OH)4]，B正确；试剂1只能用稀硫酸经操作2后才能得到硫酸镁晶体，C错误；操作2是从溶液中得到含结晶水的晶体，含“加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥”，D正确。
8．(2026·河北石家庄期末)镁与氮气在加热条件下反应生成氮化镁，已知氮化镁遇水剧烈反应。某同学设计如图装置制备氮化镁。下列说法正确的是(　　)
A．实验时先点燃C处酒精灯，一段时间后，再点燃B处酒精灯B．干燥管A的作用主要是防止空气中的二氧化碳进入硬质玻璃管C．氮化镁与水反应生成的气体，能使紫色石蕊溶液变红
9．(2026·江苏徐州模拟)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．按上述流程，试剂X可以是氨水B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．图中所有的转化反应都不是氧化还原反应D．反应②通入的过量气体Y为二氧化碳[答案]　D
10．以水泥厂的废料(主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备MgSO4·7H2O的工艺流程如图所示。
已知：MnO＋H2SO4=====MnSO4＋H2O。
下列说法正确的是(　　)A．为提高“酸浸”速率，可使用浓硫酸B．“试剂X”可以是MgSO4C．“滤渣”为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2D．“操作a”所得滤液经处理后可循环利用[答案]　D
[解析]　“酸浸”时金属氧化物转化为相应的硫酸盐，“氧化”时加入NaClO将Fe2＋氧化为Fe3＋，将Mn2＋氧化为MnO2，“调pH”时可以加入MgO、Mg(OH)2或MgCO3，将Fe3＋、Al3＋沉淀完全，“操作a”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到MgSO4·7H2O。浓硫酸中H2SO4主要以分子的形式存在，使用浓硫酸不能提高“酸浸”速率，A错误；“试剂X”的作用是调节pH，使Fe3＋、Al3＋“沉淀完全”可选择MgO、Mg(OH)2或MgCO3，B错误；“滤渣”为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2、MnO2，C错误；“操作a”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，所得滤液中还含有MgSO4，经处理后可循环利用，D正确。
11．下列说法不正确的是(　　)A．通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物C．氧化镁是优质的耐火材料D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料[答案]　D
[解析]　工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，故A正确；Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2和C，所得的固体物质是混合物，故B正确；MgO熔点很高，所以氧化镁是优质的耐火材料，故C正确；虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，故D错误。
12．从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　　)
13．(2026·山西大同期末)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
[解析]　电解氯化铝溶液无法得到Al，A错误；氯化镁与氢氧化钙发生复分解反应生成氢氧化镁，氢氧化镁受热分解生成氧化镁，B正确；铁与氯气反应生成FeCl3，C错误；电解熔融的MgCl2制取金属镁，D错误。
A．装置A中分液漏斗中的溶液为浓氨水B．实验开始时应先点燃C处酒精灯，再点燃E处酒精灯C．装置D的作用只是干燥N2D．取反应后装置E所得固体少许，滴入蒸馏水，可检验是否有Mg3N2[答案]　C
[解析]　装置A中分液漏斗中的溶液是浓氨水，流入烧瓶中与CaO接触会产生NH3，A正确；实验进行时应先点燃C处的酒精灯，等产生的较纯的N2进入E中时再点燃E中酒精灯，B正确；装置D中浓硫酸吸收的是N2中的水蒸气和氨气，因此不只有干燥氮气的作用，C错误；取反应后装置E所得固体少许，滴入蒸馏水，Mg3N2和水反应生成氢氧化镁和氨气，若闻到刺激性气味，则有Mg3N2，D正确。
15．(2026·广西北海期末)利用菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量Al2O3、FeCO3和SiO2杂质)制取镁的工艺流程如图所示：
已知：氧化镁的熔点为2 852 ℃，氯化镁的熔点为714 ℃。
回答下列问题：(1)“酸浸”时主要发生反应的离子方程式为__________________。(2)为提高“酸浸”速率，可采取的措施有________________、___________________________(写出两条)。所加盐酸不宜太多的原因是__________________。(3)加入H2O2溶液的目的是__________________________________，发生反应的离子方程式为______________________。(4)滤渣的主要成分为________(填化学式)。(5)写出工业上电解熔融的氯化镁制镁的化学方程式：__________，不采用电解熔融的氧化镁制镁的理由是_____________________。
[答案]　(1)MgCO3＋2H＋=====Mg2＋＋CO2↑＋H2O(2)适当增大盐酸浓度　适当升高酸浸温度　避免沉淀时消耗过多的氧化镁(3)将Fe2＋氧化为Fe3＋　H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=====2Fe3＋＋2H2O(4)SiO2
[解析]　(3)酸性条件下，H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=====2Fe3＋＋2H2O。(4)加入盐酸酸浸，二氧化硅不反应，过滤分离，滤渣的主要成分为SiO2。
16．氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。已知：AlN＋NaOH＋3H2O=====Na[Al(OH)4]＋NH3↑方案1：取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
(1)上图装置C中球形干燥管的作用是________________________。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先________________，再加入实验试剂。接下来的实验操作是______________________，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。通入氮气的目的是________________________________。(3)若去掉装置B，则导致测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：___________________________________________________。
方案2：按以下步骤测定样品中AlN的纯度：(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为________________________。(5)步骤③的操作是____________。AlN的纯度是________(用含m1、m2的代数式表示)。
[答案]　(1)防止倒吸(2)检查装置的气密性　关闭K1，打开K2　把装置中残留的氨气全部赶入装置C(3)偏高　在装置C的出口处连接一个干燥装置
[解析]　(2)实验步骤如下：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验试剂；接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，并打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体；打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。由于反应中产生的氨气会残留在装置中，因此通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入装置C。(3)生成的氨气中含有水蒸气，若去掉装置B，则装置C的质量增加，导致测定结果偏高。由于空气中含有的水蒸气也会进入装置C，导致测定结果偏高，因此改进的措施是在装置C的出口处连接一个干燥装置。(4)滤液中含有Na[Al(OH)4]，则步骤②生成沉淀的离子方程式为